Як правило, системи баз даних оснащені мовою запитів, які можуть допомогти його користувачам запитувати екземпляри. Існує два таких типи – реляційна алгебра і реляційне числення. Перший є процедурним мовою запитів, який приймає примірники відносин як вхідні дані і виводить приклади відносин як вихідні. Використовує для цього унарні або двійкові обчислення. Реляційна алгебра виконується рекурсивно, а проміжні результати розглядаються як відносини.

Декартів добуток (?)

Об'єднує інформацію двох різних відносин в одну. Позначення – r ? s, де r і s – відносини, а їх вихід буде визначатися як r ? s = {qt | q ? r і t ? s}. Висновок. Встановлює відношення, яке показує всі книги і статті, написані за допомогою підручника. Перейменувати операцію (?). Ставленням реляційної алгебри є результати, але без будь-якого імені. Операція перейменування дозволяє змінити вихідне значення, позначається маленької грецькою буквою ? . Позначення – ? x (E), де результат виразу E зберігається з ім'ям x. Додаткові операції:

встановити перетин;

присвоювання;

природне з'єднання.

Реляційне числення

Є непроцедурним мову запитів, тобто він каже, що робити, але не пояснює, як це реалізувати. Реляційне числення існує у двох формах:

кореляційне обчислення кортежу;

фільтрація змінних діапазонів.

Позначення – T/Стан: повертає всі кортежі T, що задовольняють умові. Результат. Повертає кортежі з ім'ям. TRC можна кількісно визначити. Можна використовувати екзистенційні (?) і універсальні квантори (?). Висновок. Вищенаведений запит дасть той же результат, що і попередній.

Доменне реляційне обчислення DRC

Змінна фільтрації використовує домен атрибутів замість цілих значень кортежу (як це зроблено в TRC, згаданому вище). Позначення – {a 1 , a 2 , a 3 , , a n | P (a 1 , a 2 , a 3 , , a n )}, де a1 a2 – атрибути, а P позначає формули, побудовані внутрішніми значеннями. Висновок. Встановлює статтю, сторінку і тему відносини TutorialsPoint, де subject є базою даних. Подібно TRC, DRC також може бути записана з використанням екзистенціальних і універсальних кванторов. ДРК також включає операторів реляційної алгебри. Сила вираження обчислення, обчислення і кореляції відносин між точками еквівалентна.

Варіації і схеми реляційного обчислення і алгебри

Модель ER, коли вона концептуалізована на діаграмах, дає хороший огляд сутнісних відносин, які легше зрозуміти. Схематичні зображення можуть бути співставлені з реляційною схемою, тобто їх можна створити спільно один з одним. Неможливо імпортувати всі обмеження ER в реляційну модель, але може бути згенерована приблизна структура. Існує декілька процесів і алгоритмів, доступних для перетворення діаграм в цю систему. Деякі з них автоматизовані, а інші створюються вручну. Діаграми ER в основному складаються з наступних критеріїв:

сутність і її атрибутів;

зв'язку, яка є асоціацією між вищезгаданими значеннями.

Зіставлення об'єктів і відносин відбуваються різними шляхами і схемами. Наприклад, сутність – це об'єкт реального світу з деякими атрибутами. Процес зіставлення, алгоритм наступний:

створити таблицю для кожного об'єкта;

атрибути повинні стати полями таблиць з відповідними типами даних;

оголосити первинний ключ.

Ставлення – це асоціація між сутностями. Процес складання наступний:

створити таблицю для відносин;

додати первинні ключі всіх що беруть участь сутностей в якості полів таблиці з відповідними типами даних;

якщо відношення має який-небудь атрибут, встановити кожен атрибут в якості поля таблиці;

об'єднати первинний ключ, що становить все решта для учасників об'єктів;

вказати всі обмеження зовнішнього ключа.

Відображення слабких множин та ієрархічних об'єктів відбувається за певною системою. Перш за все, необхідно розуміти сутнісні основи і визначення даних значень. Слабкий набір об'єктів – це той, який не має ніякого первинного ключа, пов'язаного з ним. Процес відображення наступний:

створити таблицю для слабкого набору об'єктів;

додати всі атрибути в схему як поле;

вказати первинний ключ для ідентифікації;

встановити всі обмеження зовнішнього ключа.

Відображення ієрархічних об'єктів базується на спеціалізації або узагальненні мови реляційної алгебри відбувається у вигляді послідовних сутностей. Алгоритм наступний:

створити таблиці для всіх об'єктів більш високого нижнього рівня;

додати первинні ключі;

на низькому рівні реалізувати всі інші атрибути об'єктів нижнього рівня;

оголосити первинні ключі таблиць;

встановити обмеження зовнішнього ключа.

Існуючі варіанти для опису, зберігання, зміни інформації

SQL – це мова програмування для реляційних баз даних. Він розроблений над алгеброю і кореляційним обчисленням кортежів. SQL поставляється у вигляді пакета з усіма основними дистрибутивами СУБД. Містить як дані, так і мови маніпулювання ними. Використовуючи властивості визначення даних SQL реляційної алгебри, можна спроектувати і змінити схему бази, тоді як властивості управління та коригування, а також зміни даних дозволяють зберігати і витягувати встановлену в систему інформацію. Використовує наступний набір команд для визначення структури і системи:

створює нові бази даних, таблиць і подань з СУБД.

викидає команди.

змінює схему бази даних.

ця команда додає атрибут в об'єкт типу string.

SQL оснащений мовою маніпулювання даними (DML). Він змінює примірник бази, вставляючи, оновлюючи і видаляючи інформацію. DML відповідає за зміну всіх даних. SQL містить наступний набір команд у розділі DML:

SELECT – це одна з основних команд запиту. Він аналогічний проекційної операції реляційної алгебри. Він вибирає атрибути на основі умови, описаного в додатку WHERE.

FROM – цей розділ приймає ім'я в якості аргументу, з якого атрибути повинні бути обрані/спроектовані. У разі якщо дано більше однієї назви, цей пункт відповідає декартовому добутку.

WHERE – цей розділ визначає предикат або умови, які повинні відповідати, щоб кваліфікувати проецирующийся атрибут.

Існують також команди:

вставка;

зміна значень;

видалення.

Створення запитів реляційної алгебри

При побудові пошуку завдання полягає в тому, щоб знайти структуру операцій, яка приведе до правильного висновку. Основними операціями реляційної алгебри є прості операції з одним або двома відносинами в якості операндів. Комбіновані ефекти послідовності визначають кінцевий результат. Оскільки система реляційної алгебри у базах даних досить проста, багато проміжні результати можуть бути отримані до досягнення кінцевого висновку, вони також використовуються в якості операндів, які виробляють нові одержувані дані. Для більшості операторів порядок запитів та їх виконання не має значення, а це означає, що один і той же висновок може бути досягнуто шляхом формування і комбінування проміжних даних по-різному. На практиці пошуки в базі досить легкі. Система виконання операцій і проміжних результатів визначається оптимізатором запитів. При формуванні питань, вимог потрібно
спочатку вибрати, які стосунки необхідні для досягнення відповіді, а потім вказати операції і проміжні результати. Структура запиту реляційної алгебри в базі даних з результатами може бути представлена у вигляді діаграми. Оптимізатори вимог намагаються організувати максимально ефективне виконання. На практиці це зазвичай означає, що вони прагнуть можна швидше мінімізувати проміжні результати. У цьому допоможуть поширені приклади реляційної алгебри. Приклад 1. Інформаційна потреба: інформація про автомобілях моделі 1996 року, де в ході інспекції на 1999 рік виявлено недоліки. Спочатку виводиться інформація про машинах, щоб розуміти значення всіх атрибутів відносини. Інформація про інспекції зберігається в таблиці «Перевірка», і, якщо виявлені несправності, вони реєструються в таблиці «Проблема». Таким чином, потрібні ці три таблиці, щоб отримати потрібну інформацію. Цікаві тільки автомобілі 1996 року. Модельний ряд автомобіля представлений як значення встановленого атрибута в рядку таблиці інформації про машину. Перший проміжний результат складається з кортежів, що представляють варіанти 1996 року. Таким чином, потрібні тільки рядки, які охоплюють цей період. Необхідно використовувати виділення для їх вилучення. Тепер є автомобілі та інспекції, які були потрібні. Потім рядки з'єднуються за допомогою операції об'єднання. До них повинен бути підключений загальний номер регістра, оскільки він є єдиним загальним стовпцем, використовується природне з'єднання. Щоб з'ясувати, чи були виявлені несправності в ході перевірок, необхідно пов'язати рядка проблем з перевіркою. Після підключення контрольних рядів до автомобілів, можна підключити цей результат до таблиці несправностей. Приєднання має ґрунтуватися на загальному реєстраційний номер і перевіреної дату. Це єдині загальні стовпців в таблицях, тому використовується природне з'єднання.

Варіанти обчислень без проміжних результатів

Приклад 2. Необхідна інформація: Ім'я водія для модельного року 1995 року або більш старі автомобілі, які не були перевірені на 2000 рік. Ім'я знаходиться в таблиці "Водій". Правоохоронні органи описані в таблиці «Інспекція і автомобілі в їдальні машині». Таким чином, потрібні ці три таблиці. По-перше, необхідно дізнатися автомобілі, які не були оглянуті на 2000 рік. Неможливо вирішити цю проблему, використовуючи тільки інспекцію, зазначену в таблиці, оскільки вона містить дані про цих перевірках, які були зроблені, а не про тих, що не були реалізовані. Ця проблема вирішується шляхом пошуку доповнюють автомобілів, які перевіряються до 2000 року. Насправді потрібні тільки їх реєстраційні номери. Існують і інші приклади крім зазначених вище, які показують, яким чином можна змінити або знайти яку-небудь інформацію. Варіанти запитів можуть бути оптимізовані за допомогою спеціальних операцій. По суті, щоб пошук і знаходження даних були найбільш легкими і простими, існує реляційна модель обчислення.

Де закріплена і захищена інформація

Реляційна модель даних реляційної алгебри зберігається у форматах файлів, що містять записи. На фізичному рівні фактична інформація закріплена в електромагнітному форматі на будь-якому пристрої. Ці пристрої зберігання можуть бути розділені на три категорії:

Первинне. До цієї категорії відноситься пам'ять, яка безпосередньо доступна для ЦП. Регістри, швидка пам'ять (кеш) і основна (ОЗП) безпосередньо доступні для центральної, так як всі вони розміщені на материнській платі або чіпсеті. Це сховище, як правило, дуже маленьке, надшвидке і нестійке. Для підтримки стану потрібен постійний джерело живлення. У разі збою всі його дані губляться.

Вторинне. Використовується для зберігання інформації для майбутнього використання або резервного копіювання. Включає в себе пристрої пам'яті, які не є частиною чіпсету або материнської плати, процесора, наприклад, магнітні диски, оптичні диски (DVD, CD і т. д.), жорсткі диски, флеш-накопичувачі і магнітні стрічки.

Третинне. Використовується для зберігання величезних обсягів даних. Оскільки такі запам'ятовуючі пристрої є зовнішніми по відношенню до комп'ютерної системи, вони є найповільнішими за швидкості. Ці гаджети зберігання в основному використовуються для резервного копіювання всієї системи. Оптичні диски та магнітні стрічки широко використовуються в якості третинного сховища.

Для ефективності запиту важливі спеціальні операції реляційної алгебри.

Структура зберігання

Комп'ютерна система має чітко визначену ієрархію пам'яті. ЦП має прямий доступ до основної системи, а також до вбудованим регістрів. Час доступу до основної пам'яті, очевидно, менше, ніж швидкість процесора. Щоб мінімізувати цю невідповідність, вводиться кеш. Кеш-пам'ять забезпечує швидкий час доступу і містить дані, які найбільш часто звертаються до ЦП. Пам'ять з найшвидшим доступом є найдорожчою. Великі пристрої зберігання даних забезпечують невелику швидкість, і вони дешевше, однак вони можуть зберігати величезні обсяги даних у порівнянні з регістром процесора або кеш-пам'яттю. Магнітні жорсткі диски є найбільш поширеними вторинними пристроями зберігання в сучасних комп'ютерних системах. Вони називаються магнітними, складаються з металевої основи. Ці диски розміщуються вертикально на шпинделі. Головка читання/запису переміщується між ними і використовується для намагнічування або зняття такого плями під ним. Його можна розпізнати як 0 (нуль) або 1 (один). Жорсткі диски відформатовані в чітко визначеному порядку для ефективного зберігання даних. На ньому багато концентричних кіл, які називаються доріжками. Кожен трек далі поділяється на сектори, де зазвичай зберігається 512 байт даних.

Файлові операції

Операції над системою мови реляційної алгебри та її бази даних можна в цілому класифікувати за двома категоріями:

оновлення;

пошук.

Перша категорія змінює значення даних шляхом вставки, видалення або оновлення. З іншого боку, операції пошуку не редагують інформацію, а отримують її після необов'язковою умовної фільтрації. В обох типах операцій відбір відіграє значну роль. Крім створення і видалення файлу може бути кілька операцій, які можуть у них виконуватися:

Відкрити – існує в одному з двох режимів читання або запису. У першому випадку операційна система не дозволяє нікому змінювати дані. Іншими словами, дані зчитуються. Файли, відкриті в режимі читання, можуть спільно використовуватися декількома об'єктами. Режим запису дозволяє змінювати дані. Файли можуть бути прочитані, але не можуть використовуватися спільно.

Закрити – це найважливіша операція з точки зору операційної системи, так як вона видаляє всі блокування (якщо в режимі загального доступу), зберігає дані (якщо вони змінені) на вторинний носій і звільняє всі буфери і обробники, пов'язані з файлом.

Індексування – це метод структури інформації для ефективного вилучення записів з файлів системи на основі деяких атрибутів, де була виконана ця система. Визначається на основі атрибутів.

Індексування може бути такого типу:

Первинний визначається у файлі впорядкованих даних. Файл інформації впорядкований в ключовому полі.

Вторинний індекс згенерований з поля, яке є ключем-кандидатом, і має унікальне значення для кожного запису або не ключ з повторюваними значеннями.

Кластеризація визначається в упорядкованому файлі даних, не ключовому полі.

Система управління базами даних або СУБД відноситься до технології зберігання та вилучення інформації користувачів з максимальною ефективністю поряд з відповідними заходами безпеки. Детальний розгляд цього питання приводить до висновку, що реляційна алгебра є мовою операторів, які застосовують відносини в якості аргументів і повертають їх у результаті.